Способ получения марганецсодержащих брикетов

 

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к подготовке сырья для ферросплавного производства или технологии прямого легирования стали оксидами марганца. Цель изобретения - повышение металлургической ценности брикетов. В способе предложено использовать в качестве марганцевого концентрата карбонатный марганцевый концентрат химического обогащения , а а качестве флюсующей добавки гашеную известь, смешивать их при соотношении масс (3,5-5,0):1, а сушку осуществлять в две стадии: при температуре 140-160°С в течение 0,58-1,2 ч, а затем при температуре 380-420°С в течение 0,43-0,55 ч, 4 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

)s С 22 В 1/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4785756/02 (22) 29.01,90 . (46) 15,12.91. Бюл. N 46 (71) Научно-исследовательский и проектный институт по обогащению и агломерации руд черных металлов "Механобрчермет" (72) А, В.Петров, М. В. Рай городецкий, В,А.Арсентьев, Т.В.Барбасова, В,С.Ляшенко, В.В,Никифоров, А.Я.Наконечный и

И.В. Шупенко

{53) 669.1.662.788.32(088.8) (56) Табуашвили О.В, и др. Физико-химические процессы в электротермии ферросплавов, M„1981, с. 56 — 58.

Менковский М,А. и др. Связующие вещества в процессах окускования горных пород. Недра, 1977, с.106 — 107.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при подготовке сырья для ферросплавного производства или технологии прямого легирования стали оксидами марганца.

Известен безобжиговый способ окускования молотого карбонатного марганцевого концентрата с известью, заключающийся в перемешивании сырого концентрата с негашеной известью и добавкой воды, вылеживании шихты с температурой 100 С, при которой происходит гашение извести, брикетировании и длительной автоклавной обработке.

НедЬстатками этого способа являются большая длительность процесса, техническая сложность пропарочного оборудования, необходимость применения пара высокого давления.

„„SU „„1698305 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАРГАНЕЦСОДЕРЖАЩИХ БРИКЕТОВ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подготовке сырья для ферросплавного производства или технологии прямого легирования стали оксидами марганца, Цель изобретения — повышение металлургической ценности брикетов. В способе предложено использовать в качестве марганцевого концентрата карбонатный марганцевый концентрат химического обогащения, а в качестве флюсующей добавки гашеную известь, смешивать их при соотношении масс (3,5-5,0):1, а сушку осуществлять в две стадии: при температуре

140-160 С в течение 0,58 — 1,2 ч. а затем при температуре 380-420 С в течение 0,43-0,55 ч. 4 табл.

Для получения брикетов с модулем основности выше двух необходимо вводить значительное количество флюсующих добавок, вследствие чего значительно снижается массовая доля марганца в брикетах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения марганецсодержащих брикетов, включающий смешивание марганцевого окисного концентрата сорта 1 с негашеной известью в количестве 5 — 20% от массы концентрата, гашение извести влагой концентрата при вылеживании шихты, брикетирование, а затем термическую обработку брикетов при температуре 100 — 500 С в течение 120 — 30 мин в зависимости от температуры.

Недостатками этого способа являются низкая прочность полученных брикетов, 1698305 обусловленная наличием в них остатков негашенной извести, низкий модуль основности (до 2) и низкая массовая доля марганца (до 40%). Такие брикеты имеют низкую температуру термического "удара", и при попадании на колошник плавильной печи они разрушаются с образованием большого количества мелких фракций, что снижает металлургическую ценность этих брикетов.

Цель изобретения — повышение металлургической ценности марганцевых брикетов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения марганецсодержащих брикетов, включающему смешивание марганцевого концентрата с флюсующей добавкой, брикетирование смеси и последующую сушку, предложено в качестве марганцевого концентрата использовать карбонатный марганцевый концентрат химического обогащения, а в качестве флюсующей добавки — гашеную известь, смешивание компонентов осуществлять при соотношении масс {3,5-5,0);1, а сушку брикетов вести в две стадии: вначале при 140-160 С в течение 0,58-1,2 ч, а затем при 380-420 С в течение 0,43 — 0,55 ч.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение металлургической ценности брикетов главным образом за счет применения в составе шихты нового вида марганцевого концентрата — высокодисперсного карбонатного марганцевого концентрата химического обогащения, особенностью которого является то,. что в его составе имеется повышенное содержание (около 90%) карбонатов марганца, активное разложение которых происходит при 380420 С. Примерный химический состав этого концентрата следующий, мас.%: Мп 43,2%, МпО 2,86%; МпО 53,4%; SION 0,17%; А1 03

0,45%; СаО 1,1%; MgO 0,45%; РгО 0,011%;

S 0,69%; п.п.п. 39,0%; С02 31,7%, Ввиду того, что МВссоВВА доля оксида кремния в концентрате составляет всего

0,17%, то ввод в состав шихты флюсующих добавок незначительно снижает содержание марганца в шихте и дает возможность получить брикеты с высоким модулем основности, т.е. значительно повсить их металлургическую ценность.

Упрочение брикетов происходит за счет образования кальцита при взаимодействии углекислого газа с гашеной известью. В данном случае поставщиком углекислого газа (СОг) является марганцевый концентрат, который практически на 90% состоит из карбоната марганца — родохрозита, разложение которого начинается при темго, повышение извести сверх указанного

40 предела снизит массовую долю марганца в брикете. Оба эти фактора снижают металлур ическую ценность брикетов.

Прочность брикетов в зависимости от температуры термообработки íà I u II còàðè45 ях термообработки приведена в табл,2.

На! стадии сушки происходит удаление влаги и пропарка брикетов. Ilpv. температуре ниже 140 С процесс происходит весьма замедленно, а при повышении температуры

50 свыше 160 С брикеты разрушаются вследствие интенсивного парообраэования.

На II стадии сушки происходит практически полная декарбониэация карбоната марганца и карбонизация извести. Темпе55 ратурный интервал обусловлен наиболее активной диссоциацией карбоната марганца в концентрате. При температуре ниже

380 С процесс разложения карбонатов марганца сильно тормозится, а выделяющегося при этОм СО2 недостаточно для уп роняю

30 о пературе 340 С, Результирующая реакция имеет вид, МпСОэ+ Са(ОН)2-+ СаСОэ+ MnO+ НрО

Использование в качестве флюсующей добавки гашеной извести исключает операцию вылеживания, которая имеет место при использовании негашенной извести, Кроме того, в результате неполного гашения извести брикеты после дальнейшей обработки получаются менее прочные.

Для осуществления условий упрочнения необходимо увеличение плотности контакта зерен карбоната марганца и извести, а также поверхности соприкосновения эерен.

Зависимость прочности брикетов от количества извести представлена в табл.1.

Упрочнение всей массы брикета происходит эа счет образования карбонатного каркаса из кальцита, который вовлекает в себя зерна марганцевого концентрата. Добавляя в шихту гашеную известь, исходили из условия, чтобы осуществился наиболее полный объемный контакт. зерен, При соотношении концентрат — известь выше, чем

5,0:1, т.е. при снижении содержании извести или повышении доли концентрата, не происходит образование в достаточной степени контактных мостиков, скрепляющих взаимодействующие компоненты, Такой брикет имеет низкую прочногть при следующем термическом нагреве. При снижении предела соотношения компонентов ниже, чем 3,5:1, т,е. когда извести больше — выделяющийся из карбоната марганца СО не в состоянии осуществить достаточную карбониэацию извести, что приведет к снижению термической прочности брикета. Кроме то1698305

Таблица1

Соотношение масс кон ент ата и гашеной извести

Показатели

3:1

3,5:1

4,1:1

5:1

Прочность брикетов на раэдавливание, даН/см

Термическая стойкость (массовая доля фракции минус 3 мм после быстрого нагрева )

Массовая доля Мп в брикетах, 44,3

53,1

52,8

51,6

40,7

3,1

1,4

1.4

4,4

39,3

41,1

43,0

49,2

48,1 щей карбонизации известкового каркаса, При температуре выше 420 С декарбонизация сильно ускоряется, что приводит к расшатыванию структуры брикета, отделению зерен друг от друга, появлению трещин, Некоторые брикеты рассыпаются.

Прочность брикетов в зависимости от времени термообработки на и II стадиях приведена в табл.3.

Временной интервал термообработки на I стадии обусловлен соблюдением мягкого и полного режима пропарки. При выдержке менее 0,58 ч не успевают произойти подготовительные процессы, а при времени выдержки более 1,2 ч показатели прочности брикетов практически не изменяются и их дальнейшая обработка экономически не выгодна.

Временной интервал,термообработки на II стадии способствует осуществлению оптимального режима упрочнения, При времени выдержки менее 0,43 ч процессы диссоциации карбонатов марганца и образования карбонатов кальция пройти не успевают в достаточной мере, поэтому брикеты не набирают достаточной прочности.

При времени выдержки, превышающем

0,55 ч, процесс .упрочнения брикетов ужз заканчивается, а дополнительное время выдержки приводит даже к незначительному снижению прочности и экономически невыгодно.

Способ осуществляется следующим образом.

Карбонатный марганцевый концентрат химического обогащения указанного химического состава смешивали с гашеной известью в соотношении 4,1:1, В полученную смесь добавляли воду до достижения влажности 16%, а затем подавали на брикетный пресс производительностью 250-300 кг/ч и при давлении 65 МПа получали брикеты размером 27х25х15, Затем брикеты загружали слоем 300 мм в опытную обжиговую чашу 8

400 мм и осуществляли термообработку вначале при 150 С в теченеи 0,9 ч, а затем при

400 С в течение 0,5 ч готовые брикеты охлаждали до 60 С, В условиях опытного производства про5 ведены сравнительные испытания известного и предлагаемого способов. Готовые брикеты, полученные по этим способам, помещали в электропечь, нагретую до 850 С, и после 10 мин выдержки определяли их

10 разрушаемость.

Результаты этих испытаний приведены в табл,4.

Как видно из табл.1, брикеты, полученные по предлагаемому способу, содержит

15 на 8,9% больше марганца, основность их почти в 30 раз выше, а разрушаемость при резком нагреве почти в 4 раза ниже, т,е. металлургическая ценность этих брикетов выше, 20 Использование брикетов, произведенных по предлагаемому способу в металлургическом переделе, в частности при выплавке стали по технологии прямого легирования оксидами марганца, позволяет

25 повысить извлечение марганца в металл на

0,5% с одновременной дееульфурацией металла от 20 до 30%.

Формула изобретения

30 Способ получения марганецсодержащих брикетов, включающий смешивание марганцевого концентрата с флюсующей добавкой, брикетирование смеси и последующую сушку, отличающийся тем, что, 35 с целью повышения металлургической ценности брикетов, в качестве марганцевого концентрата используют карбонатный марганцевый концентрат химического обогаще-. ния, а в качестве флюсующей добавки—

40 гашеную известь, концентрат и известь смешивают при соотношении масс (3,5 — 5,0):1, а сушку осуществляют в две стадии: вначале при 140 — 160 С в течение 0,58 — 1,2 ч, а затем при 380 — 420 С в течение 0,43 — 0,55 ч, 45

1698305

Таблица 2

Та блица 3

Таблица4 едлагаемый спос

Известный способ

Показатели

Окисный I сорта

Марганцевый концентрат натный химиче обогащения

Массовая доля в исходном кон цент рате,,ь

Мп

81Ог

СаО

Соотношение марганцевый концентрат известь

Массовая доля Мп в брикетах

Основность брикетов

Прочность брикетов на оаздавливание, даН/см

Термическая стойкость (массовая доля фракции минус 3 мм после быстрого нагрева, да 850 Я

43,2

0,17

1,1

42,5

13,0

3,3

4,1:1

43,0

57,3

4,1:1

34,1

1,8

12,6

Составитель A.Янковская

Редактор Н.Недолуженко Техред M.Моргентал Корректор H.Ðåâñêàÿ

Заказ 4368 Тираж Подпигное

ВНИИПЛ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раущская HBh., 4/5

Производственно-издательский комбинаг "Г1атент", с. Ужгород, ул.(агарина, 101